„Gewässerstrukturgütekartierung des Goldersbachs nach … · 2014-08-11 · Praktikum im Rahmen der GIS & Landschaftsmanagement-Vertiefungsrichtung ... Bauwerkes durch eine natürliche

Projektarbeit GIS & Landschaftsmanagement

„Gewässerstrukturgütekartierung des Goldersbachs nach

EStruKa-FVA (Teil I) mit Maßnahmenbeispiel“

Bearbeitet von:

Steffen Haas

Markus Held

Richard Uhlmann


Inhalt 1 Einleitung .........................................................................................................3

1.1 Fragestellung ............................................................................................4

2 Material und Methoden ....................................................................................4

2.1 Untersuchungsgebiet ................................................................................4

2.2 Allgemeine Datenerhebung ......................................................................6

2.3 Spezielle Datenerhebung - Feldaufnahme................................................6

2.3.1 EStruka – FVA...................................................................................6

2.3.2 GPS – Global Positioning System .....................................................9

2.3.3 Arbeitsablauf....................................................................................14

2.4 Datenverarbeitung und –organisation .....................................................15

2.5 Datenevaluation......................................................................................22

3 Ergebnisse .....................................................................................................24

4 Diskussion und Empfehlungen.......................................................................28

4.1 Bewertung der Strukturgüte des Goldersbachs ......................................28

4.2 Maßnahmenbeispiel für Objekt 85/86 Glatte Gleite/Absturz (Wehr) .......30

5 Ausblick..........................................................................................................37

6 Literatur..........................................................................................................38

7 Abbildungs- und Diagrammverzeichnis..........................................................40

8 Anhang...........................................................................................................41


1 Einleitung Fließgewässer stellen mit ihrem weit verzweigten Netz ein unverzichtbares Glied

im Wasserkreislauf dar, und bilden damit einen elementaren Bestandteil des

Wasserhaushaltes. Täler und Flußauen entstanden durch die Kraft des Wassers,

und unsere gesamte Landschaft wird durch das fließende Wasser geprägt und

mitgeformt. Die Strömung von Wasser schafft Kolke, Prallhänge und

Uferabbrüche, verändert dabei das Mosaik der Kleinlebensräume und bringt so die

Vielfalt der Gewässerstruktur hervor (BOSTELMANN, 2004).

Die EU-Wasserrahmenrichtlinie vom 23. Oktober 2000 vereinheitlicht den

rechtlichen Rahmen der Wasserpolitik innerhalb der EU und bezweckt eine

nachhaltigere und umweltverträglichere Wassernutzung. Bis zum Jahr 2015 ist

somit der „gute Zustand“ zu erreichen (Richtlinie 200/60 EU – WRRL). Der „gute“

Zustand leitet sich hierbei aus dem „sehr guten Zustand“ ab, welcher mit Hilfe

einer Bewertung von 20 bundesweiten Referenzgewässern definiert wurde. Die

Bewertung des einzelnen Fließgewässers wird anhand biologischer,

hydromorphologischer und chemisch-physikalischer Parameter durchgeführt.

Nach dem Bewertungsergebnis wird das jeweilige Gewässer einer von fünf

Bewertungsklassen für den ökologischen Zustand (von „sehr gut“ bis „schlecht“)

zugeordnet. Nach dieser Zuordnung richtet sich der Bedarf an

Verbesserungsmaßnahmen, die mit dem Ziel, den „guten Zustand“ zu erreichen,

umgesetzt werden müssen (RINDERSBACHER und BÖNECKE, 2004).

Minimalvoraussetzung für einen „guten Zustand“ ist dabei die Durchgängigkeit der

Fließgewässer (GORK und MERTEN, 2004).

Aus diesen Motiven wurde in Zusammenarbeit mit der Forstlichen Versuchs- und

Forschungsanstalt (FVA) eine Gewässerstrukturgütekartierung des

Goldersbaches im Schönbuch vorgenommen, da sich dieses Gewässer aufgrund

seiner Länge und seiner geographischen Lage als geeignet für den vorgegebenen

Projektumfang erwies.

Gemeinsam mit dem Projektpartner wurde beschlossen, sich auf die Kartierung

der gewässermorphologischen Merkmale zu beschränken. Die Aufnahme der

Strukturobjekte soll nun als exemplarische Maßnahme für weitere Gewässer im

Schönbuch dienen.

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1.1 Fragestellung

Hauptaugenmerk der Untersuchung lag auf der Erfassung des IST-Zustandes des

Goldersbachs. Man beschränkte sich hierbei (vgl. Kap. 2.3) auf die Kartierung der

Gewässerstruktur. Diese Kartierung und Visualisierung der aufgenommenen

Strukturen in eine brauchbare und übersichtliche Arbeitskarte bildete den

Schwerpunkt der Projektaufgabe.

Der IST-Zustand des Goldersbaches zum Zeitpunkt der Feldaufnahme,

festgehalten in einer Datenbank, schafft die Grundlage für Maßnahmen, welche im

Zuge der EU-Wasserrahmenrichtlinie durchgeführt werden sollen.

Anhand eines Beispiels wird dargestellt, wie und in welchem Ausmaß sich solch

eine Maßnahme konkret durchführen lässt. Da die Kartierung der

Gewässerstrukturen des Goldersbachs als Beispiel für die Aufnahmen weiterer

Gewässer dienen soll, wurde zudem eine MS Access Datenbank erstellt, um die

Eingabe der verschiedenen Daten in Zukunft zu erleichtern.

2 Material und Methoden

2.1 Untersuchungsgebiet

Naturräumliche Lage Der Goldersbach entwässert mit seinen zahlreichen Zuflüssen den südlichen

Schönbuch. Der Schönbuch ist seit dem Jahr 1972 Naturpark nach §23 des

Naturschutzgesetzes Baden-Württembergs und stellt als größtes geschlossenes

Waldgebiet im Ballungsraum des Mittleren Neckars nicht nur ein wichtiges und

beliebtes Naherholungsgebiet, sondern auch einen einzigartigen Lebensraum für

eine vielfältige Tier- und Pflanzenwelt dar.

Er liegt als weitgehend unbesiedeltes Waldgebiet zwischen Böblingen, Aichtal,

Reutlingen/Tübingen und dem Herrenberger Gäu exakt in der Mitte Baden-

Württembergs.

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Abbildung 2-1: Naturpark Schönbuch1

Der Goldersbach fließt im Goldersbachtal, welches sich aus dem Kleinem und

dem Großem Goldersbachtal zusammensetzt und zu den artenreichsten

Schönbuchtälern gehört. Das Goldersbachsystem wird als eines der letzten

intakten Bachsysteme im mittleren Neckarraum bezeichnet.

Abbildung 2-2: Kleines und großes Goldersbachtal, Goldersbach2

1 http://www.naturpark-schoenbuch.de

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2.2 Allgemeine Datenerhebung

Projektpartner Dr. Karl Wurm, Gewässerökologe und Lehrbeauftragter für das limnologische

Praktikum im Rahmen der GIS & Landschaftsmanagement-Vertiefungsrichtung

stellte die ersten Kontakte zur FVA Freiburg her und war so an der

Themenfindung maßgeblich beteiligt. Herr Dr. Schaber-Schoor und Frau

Niedermeyer von der Abteilung Landespflege der FVA waren unsere

Ansprechpartner.

Weitere Datenbeschaffungen Nach Literaturrecherche und Sichtung bereits vorhandener und durchgeführter

Projekte im Untersuchungsgebiet, war es notwendig, die von der Aufnahme

betroffenen Revierleiter zu kontaktieren. Diese werden später auch die

eventuellen Maßnahmen diskutieren, gegebenenfalls umsetzen lassen und die

Arbeitskarten erhalten.

Zuerst wurde ein Treffen mit Herrn Englisch, Revierleiter des Stadtwaldes

Tübingen-Nord, verabredet, da der Goldersbach mit Eintritt in den Schönbuch

zuerst den Stadtwald Tübingen tangiert. Des Weiteren besprachen wir uns

telefonisch mit Herrn Pohl, dem Leiter des Reviers Bebenhausen-West. Der Leiter

des staatlichen Forstamtes Tübingen-Bebenhausen, Herr Götz Graf Bülow v.

Dennewitz, verschaffte uns eine Durchfahrerlaubnis für das Revier Bebenhausen-

West und insbesondere für das Rotwildgatter.

2.3 Spezielle Datenerhebung - Feldaufnahme

2.3.1 EStruka – FVA

EStruka – FVA (Einzelstruktur-Kartierung an Fließgewässern im Wald) bezeichnet

ein vereinfachtes Verfahren zur Untersuchung von Gewässerbeeinträchtigungen

und wurde von der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt (FVA) entwickelt.

Das Verfahren besteht aus zwei eigenständig anwendbaren Teilen:

2 http://www.naturpark-schoenbuch.de

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• Teil 1 dient zur Erfassung von natürlichen und künstlichen Strukturen am

Gewässer und im Gewässerumfeld.

• Teil 2 hat die Erfassung der Naturnähe von Waldbeständen im

Gewässerumfeld und von Referenz(wald)flächen (WBK-Biotope) zur

Aufgabe.

Wie bereits erwähnt, wurde ausschließlich Teil I des Aufnahmeverfahrens an

Fließgewässern im Wald angewandt.

Erfassung von Gewässer- und Umfeldstrukturen (Teil 1) Ziel des Verfahrens EStruka-FVA ist es, natürliche und künstliche

Gewässerstrukturen und künstliche Umfeldstrukturen, die sich potenziell schädlich

auf ein Fließgewässer auswirken, kartographisch zu dokumentieren und zu

bewerten. Die Erhebung natürlicher Gewässerstrukturen wie Kaskaden,

Querbänke oder Wasserfälle soll als Entscheidungshilfe bei späteren Planungen

dienen. So kann beispielsweise geprüft werden, ob die Wiederherstellung der

Durchgängigkeit eines künstlichen Bauwerkes sinnvoll ist, wenn unterhalb dieses

Bauwerkes durch eine natürliche Struktur die Ausbreitung von Organismen

ohnehin verhindert wird.

Das Verfahren sieht vor, die Strukturen entweder direkt im Gelände in

Arbeitskarten einzutragen oder alternativ mit GPS-Unterstützung zu lokalisieren.

Zu jeder Struktur werden Angaben zum baulichen Zustand sowie zur Priorität von

Maßnahmen erhoben (vgl. Tabelle 2-1 und 2-2).

Tabelle 2-1: Bewertung des baulichen Zustands3

3 Aus: Anleitung zur Gewässerstrukturgütekartierung nach dem Verfahren Einzelstruktur-Kartierung

an Fließgewässern im Wald (EStruka-FVA), Version 1.2, FVA, Abt. Landespflege, April 2006

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Tabelle 2-2: Beurteilung der Priorität

Der bauliche Zustand wird in drei Klassen eingestuft und hauptsächlich über die

Funktionstüchtigkeit des jeweiligen Bauwerkes beurteilt. Die Priorität der

Maßnahmen wird in fünf Klassen eingeteilt und gibt an, wie dringlich eventuelle

Handlungen am betreffenden Objekt sind, um den ökologischen Zustand an einem

Fließgewässer zu verbessern (Erläuterungen EStruka, Version 1.2, FVA, Abt.

Landespflege, 2004).

Während der Feldaufnahmen am Goldersbach wurden die Gewässer- und

Gewässerumfeldstrukturen mit einem mobilen GPS-Gerät (Trimble GPS

Pathfinder Pro) während der Begehung entweder als Punkt- oder Linienform

aufgenommen. Zur Beschreibung und Definition der einzelnen Objekte diente

hierbei der EStruKa-Erhebungsschlüssel der FVA. Die Objekte wurden in einem

ebenfalls von der FVA entwickelten Erhebungsbogen durchlaufend nummeriert

und mit allen notwendigen Daten wie Länge, Durchmesser, Sedimentauflage usw.

versehen. Folgende Merkmale sind im Erhebungsschlüssel definiert und wurden

bei den Feldaufnahmen gesondert aufgenommen:

• Punktförmige Strukturen:

o Querhindernisse natürlich

o Querhindernisse künstlich

o Rückstau

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o Brücke, Durchlass, Furt, Verrohrung, Verdohlung

o Schädliche Umfeldstrukturen

• Linienförmige Strukturen:

o Sohlverbau

o Uferverbau

o Schädliche Uferstrukturen

(EStruKa-FVA, Beschreibungen und Definitionen für Gewässer- und

Umfeldstrukturen (Stand 04/2006))

2.3.2 GPS – Global Positioning System

Wie oben bereits erwähnt, wurde zur Bestimmung der räumlichen Lage der

einzelnen Objekte ein GPS-Gerät verwendet. Beim Arbeiten mit GPS können

einige Probleme entstehen. Um diese Problem zu verstehen, wird im Folgenden

kurz die Funktionsweise von GPS erklärt und im Anschluss werden die häufigsten

Probleme, die beim Arbeiten mit GPS auftreten, erläutert und

Vermeidungsstrategien aufgezeigt.

Funktionsweise von GPS Bei der Navigation mit GPS wird mittels des Triangulationsprinzips die Position

des GPS-Empfängers ermittelt. Um dies zu ermöglichen, umkreisen 24 Satelliten

die Erde in 6 exakt bekannten Umlaufbahnen. Diese Umlaufbahnen wurden so

gewählt, dass von jedem Punkt der Erde mindestens 4 Satelliten empfangen

werden können. Da neben der Umlaufbahn auch die Geschwindigkeit und die

Höhe der Satelliten genau bekannt sind, ist es möglich, die exakte Position eines

jeden Satelliten zu einem bestimmten Zeitpunkt zu berechnen. Diese Positionen

werden in Tabellen, den so genannten Almanachen, eingetragen. Die Satelliten

senden ununterbrochen ein Signal mit ihrer Position und der Uhrzeit.

Das GPS-Empfangsgerät auf der Erde empfängt diese Signale, die in einem sehr

hohen Frequenzbereich (ca. 1,5 GHZ) gesendet werden. Über eine eingebaute

Uhr im GPS-Empfänger wird nun die exakte Uhrzeit, zu der das Signal empfangen

wurde, gespeichert. Über die Uhrzeit des Sendens und die Uhrzeit des

Empfangens kann die Laufdauer des Signals ermittelt werden. In Verbindung mit

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der bekannten Geschwindigkeit des Signals kann die Distanz zwischen Quelle und

Empfänger ermittelt werden. Da die Position des Senders (=Satelliten) bekannt ist,

können mögliche Standorte auf der Erde (zu diesem Zeitpunkt die berechnete

Distanz vom Satelliten entfernt) ermittelt werden. Da die Erde eine Kugel ist,

haben diese möglichen Standorte eine Kreisform. Mit Hilfe eines zweiten

Satelliten, der auf die gleiche Weise einen „potentiellen Standortkreis“ ermittelt,

kann der Standort des GPS-Empfängers auf zwei Punkte (Schnittpunkte der

beiden Kreise) eingegrenzt werden. Mithilfe eines dritten Satelliten kann nun der

Standort exakt festgestellt werden.

Da sich das verwendete Funksignal annähernd mit Lichtgeschwindigkeit (300.000

km/s) ausbreitet und deshalb das Signal eines Satelliten, der direkt über dem

Empfänger steht, nur ca. 6/100 Sekunden braucht, sind sowohl im Satelliten als

auch im Empfänger sehr präzise Uhren notwendig. Dank Atom- und

Quarzuhrtechnologie ist dies kein Problem. Probleme bereitet aber die

Synchronisation der Uhren: Laufen die Uhren nur um 1/100 Sekunde unsynchron,

so bedeutet dies schon eine Positionsabweichung von 3.000 km. Diese exakte

Synchronisation ist technisch nicht zu gewährleisten. Einen Ausweg aus diesem

Dilemma bieten die Lehrsätze der Trigonometrie, nach denen vier nicht perfekte

Messungen im dreidimensionalen Raum jede Abweichung der Synchronisation

ausgleichen können.

Deshalb sind für eine exakte dreidimensionale Positionsbestimmung mit Hilfe

eines GPS-Empfängers immer mindestens vier Satelliten notwendig.

Probleme beim Arbeiten mit GPS Probleme, die beim Arbeiten mit GPS-Geräten auftreten, betreffen fast immer die

Genauigkeit der Peilung. Haupteinflussfaktoren für die Genauigkeit der Messung

sind die Verfügbarkeit von Satelliten, die Konstellation der Satellitenverteilung und

die Qualität des empfangenen Signals.

Satellitenverfügbarkeit Wie oben schon dargelegt, sind für eine präzise Messung mit GPS mindestens

vier Satelliten nötig. Zwar wurden die Orbits der Satelliten so ausgewählt, dass

theoretisch von jedem Punkt der Erde mindestens vier Satelliten verfügbar sind,

aber in der Praxis zeigt sich, dass das nicht immer der Fall ist.

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Die meisten der in unseren Breiten verfügbaren Satelliten ziehen ihre Bahnen am

südlichen Horizont. Dies hat zur Folge, dass es an nordexponierten Hängen oft

nicht möglich ist, eine ausreichende Zahl von Satelliten zu empfangen.

Um diesem Problem in der Praxis zu begegnen, ist es ratsam, sich das zu

bearbeitende Gelände (zumindest auf der Karte) vorher anzuschauen und dann

die Satellitenkonstellation am Arbeitsort zu bestimmten Zeitpunkten in einem

Almanach nachzuschlagen. Daraus resultieren dann Zeitkorridore, in denen ein

zuverlässiges Arbeiten möglich ist. Dieses Verfahren wurde auch in unserem

Projekt angewendet. Dadurch ist es gelungen, keine „Leerlaufzeiten“ aus Mangel

an ausreichender Satellitenverbindung zu haben.

Satellitenkonstellation Ein weiterer Faktor, der die zu erreichende Genauigkeit beeinflusst, ist die Position

und räumliche Verteilung der Satelliten.

Da jede einzelne Messung zwischen Satellit und GPS-Gerät einer gewissen

Unsicherheit unterliegt, ist der Kreis der potentiellen Standorte des Empfängers

unscharf, das heißt, er hat eine gewisse Breite. Daraus ergibt sich, dass beim

überschneiden mehrerer Kreise kein Punkt, sondern eine Fläche (in der der

Standort des Empfängers sein muss) entsteht. Nun verhält es sich so, dass diese

Fläche umso größer wird, je geringer der Winkel zwischen den Satelliten ist. Umso

ungenauer wird dann also die Messung.

Diese Satellitengeometrie wird durch den PDOP-Wert („Position Dilution of

Precision“) angegeben. Ein niedriger PDOP-Wert (~1) steht für eine hohe, ein

hoher PDOP-Wert (>7) für eine niedrige Messgenauigkeit.

Bei den Aufnahmen wurde darauf geachtet, dass der PDOP-Wert nie einen

höheren Wert als 6-7 erreichte. Um dies zu gewährleisten, wurde in den

Einstellungen des GPS-Gerätes ein maximaler PDOP-Wert festgelegt. Dies

bedeutet, dass bei höheren PDOP-Werten keine Aufnahme der Positionsdaten

erfolgte.

Signalqualität Die Qualität des Satellitensignals unterliegt verschiedenen Störungen. Bis zum 1.

Mai 2000 war die Hauptfehlerquelle die absichtliche Verschlechterung des Signals

durch den Betreiber, des US-amerikanischen Verteidigungsministeriums. Dies

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hatte einen Fehler von 30m-70m zur Folge. Seit dem Abschalten dieser

absichtlichen Verschlechterung, der so genannten „Selective Availability“, hat sich

die Messgenauigkeit um den Faktor 10 verbessert.

Jedoch treten noch andere Fehlerquellen auf: So vermindert eingeschränkter

Empfang durch Hindernisse, wie z.B. Gebäude, Schluchten oder auch Wald, die

Positionsgenauigkeit. Durch Reflexionen des Signals an Wänden, Felsen, Ästen,

etc. verlängert sich die Laufzeit des Signals. Diese Mehrwegausbreitung

(„Multipath“) führt zu einem Laufzeitfehler, der in der Folge zu Positionsfehlern

führt.

Die Umlaufbahnen der Satelliten unterliegen gewissen Schwankungen, da die

Schwerkraft sowohl der Sonne als auch des Mondes auf sie einwirken. Diese

Schwankungen führen ebenfalls zu Fehlern, da die genaue Position des Satelliten

nicht mehr bekannt ist.

Die Hauptfehlerquelle liegt jedoch in atmo- bzw. ionosphärischen Störungen.

Diese haben zur Folge, dass sich die Geschwindigkeit des Funksignals verändert.

Genau wie unsynchron laufende Uhren, führt dies zu unpräzisen Koordinaten.

Somit kann zusammenfassend eine Messungenauigkeit von 2m-20m angegeben

werden. Da diese Genauigkeit für viele Anwendungen unbefriedigend ist, wurde

das so genannte DGPS („Differential GPS“) entwickelt.

DGPS Das DPGS basiert auf der Verwendung von nicht nur einer mobilen

Empfangsstation, sondern auch einer zweiten stationären Empfangsstation. Von

der zweiten Empfangsstation muss die exakte Position bekannt sein. Durch einen

Abgleich der Position, die das GPS liefert, und den bekannten Koordinaten kann

auf die empfangenen Störungen geschlossen werden. Mit Hilfe dieser Daten kann

ein Korrekturfaktor errechnet werden, der nahezu alle systemimmanenten

Fehlerquellen ausgleicht. Auf diese Weise wird eine Messgenauigkeit von unter 1

m erreicht. Je nach Zeitpunkt der Korrektur wird zwischen Echtzeitkorrektur

(„Real-Time-DGPS“) und Post Processing unterschieden.

Echtzeitkorrektur Bei der Echtzeitkorrektur werden die Korrekturdaten in Echtzeit an die mobile

Empfangsstation („Rover“) gesendet. Hierbei können unterschiedliche

Übertragungssysteme zum Einsatz kommen, wie z.B. RDS, LW oder GPRS.

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Dieses Vorgehen ist sinnvoll, wenn die korrigierten Daten im Gelände mit einer

Genauigkeit von 1m-5m gebraucht werden.

Post Processing Da nicht jede Anwendung exakte Positionsdaten in Echtzeit benötigt und

manchmal auch keine geeignete Datenfunkstrecke zur Verfügung steht, gibt es die

Möglichkeit, die Daten nachträglich zu korrigieren. Hierbei werden in einem

getrennten Arbeitsschritt die vom mobilen Gerät gespeicherten Daten mit Hilfe von

Korrekturdaten einer Referenzstation korrigiert. Hierfür ist es notwendig, dass das

mobile GPS-Gerät die Wegdaten und die genauen Aufnahmezeiten speichert, so

dass die richtigen Korrekturdaten zur Anwendung kommen. Dieses Verfahren

erreicht eine noch höhere Genauigkeit als die Echtzeitkorrektur. Die Genauigkeit

liegt unter 1m.

Abbildung 2-3: Feldaufnahme mit Trimble GPS Pathfinder Pro XR

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2.3.3 Arbeitsablauf

Arbeitsgeräte und –mittel

Abbildung 2-4: Werkzeuge4

• GPS Trimble Pathfinder Pro XR

• Fluchtstab

• Digitalkamera

• Aufnahmebogen, EStruka-Erhebungsschlüssel und Erläuterungen

• Vertex – Entfernungsmesser

• Schreibbrett

• Maßband

Vorgehensweise Die Gewässerstrukturgütekartierung am Goldersbach wurde während der

Feldaufnahme von der Mündung zur Quelle, folglich flussaufwärts, durchgeführt.

4 Bildquellen: Haglöf Sweden AB 2006; Pandinavia AG 2006; Mercateo 2006; ESRI 2006

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Da das Verfahren für Fließgewässer im Wald ausgearbeitet wurde, musste

fortlaufend eine zumindest wald- bzw. waldgehölzartige Struktur gegeben sein. Da

der Goldersbach jedoch abschnittsweise durch landwirtschaftliche Flächen verläuft

oder aber Orte tangiert, wurden ausgewählte, waldfremde Abschnitte von der

Strukturkartierung ausgenommen.

Es wurde hauptsächlich im Team zu zweit gearbeitet. Die Arbeitsaufteilung sah

vor, eine Person mit dem GPS-Gerät auszustatten, während die zweite Person mit

Hilfe des Strukturschlüssels die gegebenen Strukturen in das Aufnahmeformular

übertrug. Es erwies sich dabei als Vorteil, das Gewässer parallel von beiden

Uferseiten zu begutachten. Dies garantiert zum einen die Begehbarkeit am

Gewässerrand durch mindestens eine Person bei dichtem Uferbewuchs bzw.

erodiertem Gewässerrand, zum anderen steigert die objektive Beurteilung der

Gewässerstruktur aus mehreren Perspektiven die Qualität der Aufnahme. Um

beispielsweise Gewässertiefen oder die Höhe von Abstürzen zu messen, wurde

ein Fluchtstab mit Zentimeter-Einteilung verwendet. Die Längen von Brücken oder

Treibholzansammlungen etc. konnten wahlweise mit dem Vertex-

Entfernungsmesser oder einem Maßband gemessen werden. Die meisten Objekte

wurden außerdem mit einer Digitalkamera photographisch dokumentiert. Die dritte

Person des Projektteams bearbeitete während der Feldaufnahmen die Rohdaten

am PC (vgl. 2.4).

2.4 Datenverarbeitung und –organisation

Pathfinder Office Die mit dem GPS Gerät aufgenommenen Punkt- und Linienobjekte wurden im

GIS-Labor der HS Rottenburg per „Data Transfer“ mit Hilfe der Software

Pathfinder Office 3.0 von Trimble auf einen Computer übertragen. Die

übertragenen Vektordaten wurden bereits durch den Trimble Pathfinder ProXR

echtzeitkorrigiert. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die von Allnav auf

http://www.allnav.com bereitgestellten Rohdaten zur Nachbearbeitung (Post

Processing) der Daten zu verwenden.

Im nächsten Schritt wurden die Daten in ESRI Shapefiles, jeweils Feature Type

Point und Polyline, exportiert und zugleich mit dem passenden Koordinatensystem

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versehen. Das geeignete geodätische Lagebezugssystem ist das DHDN

(Deutsche Hauptdreiecksnetz) und die Kartenprojektion eine transverse

Mercartorprojektion (Gauß-Krüger-Koordinaten). Die ESRI Shapefiles können

derart aufbereitet zur weiteren Bearbeitung in ESRI ArcMap geladen werden.

Datenbank– MS Access Die in der Datenerhebung gewonnenen Daten müssen zur Weiterverarbeitung in

einem GIS digitalisiert werden. Fraglich war, mit Hilfe welcher Software (z.B. MS

Access, MS Excel, ArcGIS) die Daten digitalisiert und verwaltet werden sollen.

Da jedoch zum einen von unserem Projektpartner keine Wünsche an die

Datenorganisation/ -verwaltung genannt wurden, und zum anderen die Kartierung

am Goldersbach nicht als singuläre Aufnahme zu sehen ist, sondern im Kontext

von landesweiten Gewässergütestrukturkartierungen im Wald steht, wurde

entschieden, dass die Daten in einer Datenbank organisiert und verwaltet werden

sollen. Die Vorteile einer Datenbank, also sicherer, geregelter und schneller Zugriff

und Vermeidung von Redundanzen, überwiegen die Nachteile, die in den hohen

Kosten für Anschaffung, Erstellung und Wartung der Datenbank sowie in einem

erhöhtem Verlustrisiko durch eine hohe Datenkonzentration liegen.

Von den drei klassischen Datenbankmodellen, nämlich dem hierarchischen

Modell, dem Netzmodell und dem relationalen Datenbankmodell, eignet sich das

relationale Datenbankmodell besonders gut, um Sachdaten, die in einem GIS

verwendet werden sollen, zu verwalten. Dies rührt daher, dass in einem solchen

Modell die Daten in Tabellen gespeichert und über Spalten der Tabellen

zueinander in Beziehung gesetzt werden. Somit kann auch jede Spalte einer

Tabelle als „Schlüssel“ benutzt werden, um die Daten mit dem GIS in Beziehung

zu setzen (LIEBIG 1999).

Bei der Konzeption der Datenbank „Aufnahmedaten“ wurde berücksichtigt, dass

es in Zukunft weitere Aufnahmen nach ESruKA-FVA geben wird. Deshalb wurde

eine Datenbank erstellt, die es ermöglicht, Daten zahlreicher Aufnahmen zu

verwalten. Dabei wurde der Aufnahmebogen der FVA (siehe Anhang) als

Grundlage genommen. So entstanden die beiden Haupttabellen „Gewaesser“ und

„Aufnahmen“, die den Formularkopf des Aufnahmebogens repräsentieren. In der

Detailtabelle „Objekte“ werden die eigentlichen Aufnahmedaten der einzelnen

Strukturelemente verwaltet.

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Die Detailtabelle „Bearbeiter“ wurde angelegt, um zu gewährleisten, dass diese

Datenbank auch über diese Projekt hinaus zu verwenden ist. Die Tabellen

„Bezeichnung“, „Schluessel“, „Zustand“ und „Prioritaet“ dienen lediglich dazu, die

Dateneingabe in ein Formular durch einen Nachschlageassistenten zu

vereinfachen und Eingabefehler zu minimieren (siehe Abb. 2-5).

Abbildung 2-5: Beziehungen der Datenbank „Aufnahmedaten“

Eine weitere Aufgabe bei der Erstellung der Datenbank war es, Eingabeformulare

zu entwickeln, die Eingabefehler minimieren. Hierzu wurden mit Hilfe des MS

Visual Basic-Editor kleine VBA Skripte programmiert. Zum Beispiel wurden nach

der Eingabe des Schlüssels nach EStruKa-FVA nur die Eingabefelder aktiv

geschaltet, die bei dem jeweiligen Schlüssel notwendig sind. Dies erfüllt zweierlei

Aufgaben. Zum einen können die schriftlich aufgenommenen Daten nochmals auf

Plausibilität überprüft werden, zum anderen können Flüchtigkeitsfehler wie z.B.

das Eintragen in ein falsches Feld vermieden werden. Des Weiteren wurden auch

Formulare zur Daten-Bearbeitung sowie zum lediglichen Betrachten der Daten

erstellt (siehe Abb. 2-6).

Abschließend wurde eine Abfrage formuliert, die alle für die Aufgabenstellung

unseres Projektes notwendigen Daten selektiert und sie damit für ArcMap

zugänglich macht.

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Abbildung 2-6: Formular zur Betrachtung und Bearbeitung vorhandener Daten

ESRI ArcGis Die Shapefiles werden in ArcMap geöffnet und mit dem Editor manuell

nachbearbeitet. Dies geschieht dadurch, dass beispielsweise bei Linienobjekten

diejenigen Vertices gelöscht werden, die eindeutig als Ausreißer erkannt werden

können. Abbildung 2-7 zeigt ein Linienobjekt, bei dem zwei Vertices durch

Aufnahmefehler nicht oder nur annäherungsweise plausibel sind.

Abbildung 2-7: Korrektur der "Ausreißer" in ArcMap

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Als weitere Plausibilitätsprüfung werden eine digitale TK 25 des Aufnahmegebiets

als Raster Dataset und Vektordaten aus FoGis hinterlegt. So konnte eine

einigermaßen sichere Lagegenauigkeit der Linien- und Punktobjekte überprüft

werden. Abbildung 2-8 zeigt die digitale TK 25 und das ESRI Shapefile

„Goldersbach“ aus den FoGIS-Daten als Hintergrund, und die aufgenommenen

Linienobjekte. So konnte die Lagegenauigkeit der Objekte zweifach überprüft

werden.

Abbildung 2-8: Linienobjekt – TK 25

Sobald die Plausibilitätsprüfung abgeschlossen ist, kann die Auswertung der

Daten mit den zur Verfügung stehenden Werkzeugen von ESRI ArcMap beginnen.

Ermittlung der Wege im Überschwemmungsgebiet In dem hier angewandten Aufnahmeschlüssel EStruKA-FVA werden Straßen und

Maschinenwege, die im potentiellen Überschwemmungsgebiet des zu

kartierenden Gewässers liegen, ebenfalls als Objekte aufgenommen.

Bei den ersten Feldaufnahmen wurde schnell deutlich, dass die Aufnahme der

Wege mit Hilfe von GPS einen erheblich erhöhten Aufwand in Bezug auf

Laufwege, und somit auch in Bezug auf den Zeitbedarf mit sich bringt. Deshalb

wurden Möglichkeiten gesucht, die die Bestimmung der Wege im

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Überschwemmungsgebiet erleichtern. Im Folgenden wird die hier angewandte

Technik zur Ermittlung der Wege im potentiellen Überschwemmungsgebiet

dargelegt.

Da die Fahr- und Maschinenwege im Projektgebiet in dem FoGIS-Datenbestand

bereits in digitaler Form vorlagen, galt es nun, das potentielle

Überschwemmungsgebiet zu ermitteln. Hierfür wurde mit Hilfe des Spatial Analyst

in ArcMap aus dem DHM eine Slope-Oberfläche berechnet. Die so gewonnenen

Steigungsinformationen wurden mit Hilfe der Reclassify-Funktion neu klassifiziert,

um eine Kostenoberfläche für eine Cost Distance-Berechnung zu erzeugen.

Hierbei wurde Folgende Klassifikation vorgenommen:

Bis 1% Steigung Widerstandswert: 1

1% - 5% Steigung Widerstandswert: 10

5% - 10 % Steigung Widerstandswert: 50

> 10 % Steigung Widerstandswert: 1000

Mit Hilfe dieser Kostenoberfläche wurde die Kostendistanz (Cost Distance-

Funktion im Spatial Analyst) zum Shapefile Goldersbach errechnet (Abb. 2-7).

Abbildung 2-9: Kostendistanz zum Goldersbach

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Fraglich war nun, bei welchem Kostenwert das potentielle

Überschwemmungsgebiet des Goldersbach endet.

Durch die Literaturrecherche war uns bekannt, dass der Goldersbach bei einem

Jahrhunderthochwasser in Lustnau einen Pegelstand von 14m erreichen kann. Da

wir nicht von einem Jahrhundertereignis ausgehen wollten, und Lustnau in dem

von uns nicht kartiertem Unterlauf des Goldersbach liegt, wurde von uns ein

Maximalpegel von 5m angenommen. Auf Basis dieser Annahme wurden von uns

mit Hilfe von GPS einige exemplarische Wege aufgenommen und in ArcMap

eingelesen. Es wurde nun geprüft, welchen Wert die Pixel der

Kostendistanzoberfläche haben, die die mit Hilfe von GPS aufgenommenen,

Wege am äußersten Ende überdecken. Hierbei ergab sich, dass sich Wert mit

einer Abweichung von ± 150 bei 5000 liegt. Daraufhin wurde die

Kostendistanzoberfläche reklassifiziert. Dabei bekamen alle Pixel mit einem Wert

von ≤ 5000 den Wert 1, die übrigen Pixel bekamen den Wert „No Data“. Dieser

Layer entspricht dem potentiellen Überschwemmungsgebiet des Goldersbachs.

Um nun mit diesem Rasterdatensatz die Wege aus dem FoGIS-Datenbestand zu

ermitteln, war es noch notwendig, die Raterdaten mittels der Funktion „From

Raster to Polygon“ zu konvertieren. Abschließend wurden durch die Clip-Funktion

die relevanten Wege extrahiert.

Bedenken, dass bei dieser Vorgehensweise die Richtung des Gefälles nicht

berücksichtigt werde, wurden durch das sehr plausible Kostendistanzergebnis

gemindert und bei einer abschließenden Kontrolle durch einen Begang im

Projektgebiet endgültig zerstreut.

Erstellung der Legende Da nach der Aufgabenstellung der FVA eine Arbeitskarte erstellt werden soll, auf

der alle wichtigen Informationen auf einen Blick zu erkennen sein sollen, war es

notwendig, eine entsprechende Symbologie zu entwickeln.

Diese Symbole sollen Auskunft über die Priorität einer Maßnahme geben und

zeigen, ob es sich um ein künstliches oder natürliches Objekt handelt, welche

Objektnummer es hat und um was für ein Objekt es sich handelt. Um eine Lösung

zu finden, die alle diese Anforderungen erfüllt und gleichzeitig noch übersichtlich

ist, wurde die in Abb. 2-8 dargestellte Symbologie gewählt.

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Abbildung 2-10: Beschriftungslösung der Objekte

Sowohl bei Linien- als auch bei Punktobjekten gibt die innere Farbe Auskunft über

künstlich (Grau) oder natürlich (Grün) und die äußere Farbe über die Priorität

( 1=Rot; 2=Orange; 3=Grün; 4=Blau; 5=Pink). Das einzelne Objekt wird mit einem

Bruchstrich aus Objektnummer und EStruKa-Schlüssel gelabelt.

Durch dieses Vorgehen ist es zwar notwendig, zur Benutzung der Karte eine

Schlüsselbeschreibung (siehe Anhang) mitzuführen, wobei es jedoch

unumgänglich ist, soll die Karte noch ein Mindestmaß an Übersichtlichkeit

gewährleisten.

2.5 Datenevaluation

Bewertungsmethodik der Strukturgüte des Goldersbachs Für den Goldersbach wird eine Bewertung der Durchgängigkeit für Makro- sowie

Mikrozoobenthon erstellt. Diese Bewertung begründet sich durch die gewonnenen

Eindrücke während der Feldaufnahme und anhand der aufgenommenen Objekte.

Als Hauptkriterium dieser Strukturbewertung ist die ökologisch relevante

Gewässerstruktur anzusehen, also die Struktur, die die ökologische

Funktionsfähigkeit des Gewässers beeinflusst (LAWA 2000).

Kriterien sind hierbei:

• Verlagerungsmöglichkeiten des Fließgewässers • natürliche Gewässerstrukturen • künstliche Gewässerstrukturen • schädliche Umfeldstrukturen • der anthropogene Einfluss allgemein

22


Vorgehensweise Der Goldersbach wurde nach den GPS-Aufnahmen in vier Gewässerabschnitte

aufgeteilt. Als Grenzpunkte wurden Objektnummern oder Objekte wie Brücken

ausgewählt.

Der erste Abschnitt umfasst den Startpunkt der Aufnahme (Objektnummer 1) bis

zur Mündung Arenbach/Rotwildgatter (Objektnummer 96). Dies stellt zugleich den

am stärksten verbauten Abschnitt dar, da der Goldersbach dort entlang der B27

und in Bebenhausen mit Hochwasserschutzbauten versehen wurde.

Der zweite Abschnitt beginnt mit Objektnummer 97 und endet an der

Teufelsbrücke (Objektnummer 150). Dieser Abschnitt kann als Übergang vom

anthropologisch stark beeinflussten zum weitgehend natürlichen Waldbach

bezeichnet werden.

Der letzte Abschnitt 3 beginnt an Objekt 151 und endet am letzten Punkt der

Aufnahme (Objektnummer 246). Der Goldersbach teilt sich dort auf und bildet in

nordwestlicher Richtung die Lindach, in nordöstlicher Richtung geht er über in den

Sulzbach. Dieser Abschnitt kann als der anthropologisch am wenigsten

beeinflusste Abschnitt bezeichnet werden.

Im Abschnitt 0 von der Mündung des Goldersbach in die Ammer ist auf langer

Strecke sowohl die Bachsohle als auch das Ufer verbaut. Der Goldersbach

durchfließt hier Tübingen-Lustnau, weshalb er aus hochwassertechnischen

Gründen sehr stark anthropologisch beeinflusst ist. Da sich die Aufnahmen auf

den Wald beschränken, wurde dieser Abschnitt nur abgeschritten und optisch

überprüft.

Abbildung 2-11: Abschnitte des Goldersbaches

23


3 Ergebnisse Insgesamt wurden während der Feldaufnahmen 246 Punkt- und Linienobjekte

erfasst. Hierbei konnten natürliche und künstliche Punkt- und Linienobjekte sowie

Straßen (Forststraßen und (versiegelte) öffentliche Strassen) erfasst werden. Das

wichtigste Ergebnis in Form der erstellten Arbeitskarten wird nachfolgend zur

Einordnung der Ergebnisse im „.jpg – Format“ dargestellt.

Diagramm 3-1 zeigt die Verteilung in den Prioritätsklassen. Bei Objekten „ohne

Priorität“ handelt es sich gänzlich um natürliche Objekte.

10,98%23,58%

14,23%

50,41%

0,81%0%

25%

50%

75%

Ant

eil i

n [%

]

Vorrangig

Mittelfris

tig

Langfristig

Ohne Priorität

Ohne Priorität - h

istorisch

Priorität

Beurteilung der Priorität - EstruKa - FVA

Diagramm 3-1: Beurteilung der Priorität nach EStruKa - FVA

Diagramm 3-2 zeigt die Verteilung der Zustandsklassen. Der bauliche Zustand

wurde ausschließlich bei künstlichen Strukturen beurteilt.

24


86,61%

9,82%3,57%

0%

25%

50%

75%

100%

Ant

eil i

n [%

]

Sehr gut Beschädigt Sehr schlechtbis zerstörtZustand

Baulicher Zustand - EstruKa - FVA

Diagramm 3-2: Bewertung des baulichen Zustandes nach EStruKa-FVA

Abbildung 3-1: Arbeitskarte Bebenhausen-West

Abbildung 3-1 bildet die verschiedenen Strukturobjekte auf Grundlage der TK 25

ab. Den Schwerpunkt bilden die verschiedenen Informationen, die in dieser Karte

visualisiert werden.

25


Abbildung 3-2: Arbeitskarte auf Grundlage des Orthophotos

Abbildung 3-2 veranschaulicht die gleichartigen Objekte im Luftbild.

Abbildung 3-3: Potenzielles Überschwemmungsgebiet – ArcScene

Abbildung 3-3 zeigt das potenzielle Überschwemmungsgebiet des Goldersbachs.

Diese Darstellung wurde mit Hilfe von ArcScene visualisiert.

26


Abbildung 3-4: Punkt- und Linienobjekte - ArcScene

Abbildung 3-4 zeigt sämtliche aufgenommene Strukturtypen in ArcScene.

• grüne Pyramiden = natürliche Objekte

• rote Pyramiden = künstliche Objekte

• orange Linien = Linienobjekte

27


4 Diskussion und Empfehlungen

4.1 Bewertung der Strukturgüte des Goldersbachs

Diagramm 4-1 zeigt die Anzahl der natürlichen und künstlichen Objekte (ohne

Straßen) auf der gesamten Strecke des Aufnahmegebiets.

Anzahl der natürlichen und künstlichen Objekte

124

122

120

121

122

123

124

125

Anz

ahl

natürlichkünstlich

n=246

Diagramm 4-1: Verteilung der natürlichen und künstlichen Objekte

Diagramm 4-2 zeigt die natürlichen und künstlichen Objekte (ohne Straßen) je

nach Gewässerabschnitt.

28


Objekte je Gewässerabschnitt

29

69

2826

67

27

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Objekt Nr. 1-96 Objekt Nr. 97-150 Objekt Nr. 151-246

Anza

hl natürlichkünstlich

n=246

Diagramm 4-2: natürliche und künstliche Objekte je Gewässerabschnitt

Diagramm 4-3 stellt die Anzahl der natürlichen und künstlichen Objekte (ohne

Straßen) je Gewässerabschnitt gegenüber. Hier werden die drei unterschiedlichen

Gewässerabschnitte deutlich.

Objekte nach Gewässerabschnitt

26

69

29

28

67

27

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3Gewässerabschnitt

Anz

ahl

natürlichkünstlich

n=246

Diagramm 4-3: Objekte nach Gewässerabschnitt

29


Hieraus ergibt sich die in Tabelle 4-1 abgebildete Einteilung. Diese Evaluation

bezieht sich nur auf die Strukturgüte, sagt also nichts über den chemischen

Zustand und das Gewässerumfeld, wie Waldgesellschaften, aus.

Abschnitt

Gliederung Fischregion Güte Leitfische (beobachtet)

0

Epipotamal-

Hyporhithral

Barben-

Äschenregion

schlecht Rotauge,

Laube,

Döbel

1

Epipotamal-

Hyporhithral

Barben-

Äschenregion

mäßig Bachforelle,

Rotauge,

Laube

2 Epipotamal-

Metarhithral

Äschen-

untere Forellenregion

gut Bachforelle

3 Metarhithral-

Epirhithral

untere-

obere Forellenregion

gut-

sehr gut

Bachforelle,

Groppe

Tabelle 4-1: Einteilung der Strukturgüte

4.2 Maßnahmenbeispiel für Objekt 85/86 Glatte Gleite/Absturz

(Wehr)

Abbildung 4-1: Lage des Wehrs am Mühlkanal

30


Lage Das Objekt Nr. 85/86 Glatte Gleite/Kleiner Absturz liegt im mittleren

Gewässerabschnitt des Goldersbachs in der Nähe der Ortschaft Tübingen –

Bebenhausen. Es stellt ein Stauwerk in Form eines Wehres dar, dies soll eine

ausreichende Wassereinspeisung in den Mühlkanal gewährleisten. Der an dieser

Stelle abzweigende Kanal war im 17. Jahrhundert ein potentieller Energielieferant

für die „Klostermühle“ in Tübingen–Bebenhausen, deren Gebäude noch immer

erhalten ist.

Das Wehr hat eine Gesamthöhe von etwa drei Metern und ist etwa sechs Meter

lang. Die Breite des Wehres entspricht der Breite des Goldersbachs an dieser

Stelle und beträgt etwa sieben Meter.

Abbildung 4-2: Wehr mit Gleite und Absturz - Totalbarriere

Probleme Eine schwerwiegende Folge dieses Bauwerkes ist zunächst die Veränderung der

Strömungsgeschwindigkeit. Im natürlichen Zustand wäre diese mehr oder weniger

konstant. Die Fließgeschwindigkeit schädigt bzw. stört zunächst den

Geschiebehaushalt und –trieb eines Fließgewässers und bewirkt somit in

kürzester Zeit die vollständige Umwandlung der Standorteigenschaften und die

Vernichtung natürlicher Habitate (BRIEM, 2002).

Das Bauwerk stellt zudem eine Totalbarriere hinsichtlich der Durchwanderbarkeit

dar. Neben der Linienführung und Laufentwicklung sind vor allem das Sohlsubstrat

31


für die am Gewässerboden lebenden Organismen (Makrozoobenthon) von

Bedeutung. Die Durchgängigkeit ist eines der wichtigsten Qualitätskriterien der

Fließgewässer und elementare Grundvoraussetzung für die dauerhafte Existenz

heimischer Fischarten. Sie erst ermöglicht es den Organismen, während ihres

Lebenszyklus die für die jeweiligen Entwicklungsstadien momentan günstigen

Teillebensräume aufzusuchen, und so die Ressourcen des Gewässers optimal zu

nutzen. Besonders am Beispiel der Fischbewegungen aufgrund des

Nahrungssuchverhaltens sowie der Laichwanderungen wird die Bedeutung der

Durchgängigkeit für die Fischfauna deutlich. Viele heimische Fische (im

Goldersbach insbesondere die Bachforelle (Salmo trutta forma fario)) führen

Laichwanderungen über mehr oder weniger große Distanzen durch (JENS et al.

1997).

Möglichkeiten der Wiederherstellung der Durchgängigkeit Zur Wiederherstellung der Durchgängigkeit an konkret diesem Objekt sollen nun

zwei Maßnahmenvorschläge vorgestellt werden. Bei den anfänglichen

Überlegungen wurden zwei weitere Vorschläge in Betracht gezogen, welche aber

aus Gründen der Durchführbarkeit verworfen wurden. Dabei kam zunächst der

Abriss des Wehrs zur Sprache, da der noch immer intakte und wasserführende

Mühlkanal aufgrund der stillgelegten Mühle keine Funktion mehr erfüllt. Der

landschaftliche Charakter des Baches, insbesondere jedoch die Tatsache, dass

der Mühlbach (wenn auch kanalisiert) durch den Ort Bebenhausen fließt und sich

damit zum untrennbaren Glied des Ortsbildes entwickelt hat, lassen eine

„Trockenlegung“ des Mühlbaches nahezu utopisch erscheinen.

Der zweite Vorschlag, den Mühlkanal durchgängig zu gestalten (Umbau einer 7m

langen Dohle, Uferrenaturierung an mindestens 100 Laufmetern Kanallänge) und

somit als natürliche Umgehung des Wehres zu nutzen, wurde ebenso abgelehnt.

Hauptargument hierfür war die Länge des Baches. Selbst bei intensiver baulicher

Veränderung müssten nahezu 200 Meter durchwandert werden, was aufgrund des

teilweise niedrigen Wasserstandes und des engen Kanalcharakters des Baches

äußerst fragwürdig schien (vgl. Abb. 4.1).

32


Maßnahmenvorschlag A: Bau eines Umgehungsbaches mit Lockströmung

Abbildung 4-3: Beispiel eines Umgehungsbaches5

5 Aus: Fließgewässer im Wald, BÖNECKE et. al. 2004

33


Abbildung 4-4: Schema eines schwach geneigten Umgehungsbaches6

Dieses Verbindungsgewässer hat den Vorteil, nicht nur als Wanderhilfe zu dienen,

sondern bei naturnaher Bauweise einen eigenständigen Lebensraum zu bilden. Es

ist jedoch eine relativ hohe Restwassermenge sowie ausreichend Fläche

notwendig, um die Gesamthöhe des Bauwerkes auszugleichen. Diese Fläche

wäre am Goldersbach vorhanden. Die Maßnahme würde zudem einen

Flächenkauf auf der flussaufwärts linken Bachseite sowie die Entfernung eines

Fichten-Stangenholzes erfordern.

Die Kosten dieser Maßnahme werden in der Literatur allerdings als sehr hoch

eingestuft. Außerdem wäre durch die veränderte Abflusssituation eine

wasserbauliche Genehmigung erforderlich.

Abbildung 4-5: Draufsicht auf Hauptgewässer & Umgehungsbach7

6 Aus: www.asv-nienborg.de 7 Aus: www.wwa-ab.bayern.de, Planung eines Umgehungsbaches

34


Maßnahmenvorschlag B Herstellung einer Schüttsteinrampe

Abbildung 4-6: Schema einer Schüttsteinrampe8

Bei der Anlage einer Schüttsteinrampe wird die Höhendifferenz des Absturzes

bzw. des Wehres durch Aufschüttung von Gesteinsmaterial in Form einer flachen

Rampe ausgeglichen. Die Rampenneigung sollte idealerweise flacher als 1:15

sein. In jedem Fall muss bei dieser Maßnahme die Höhe des Bauwerkes erheblich

reduziert werden. Auch eine Kombination zwischen Abriss und Aufschüttung

neuen Gesteinmaterials ist denkbar.

Durch die Verwendung unterschiedlicher Steingrößen kann ein sehr vielfältiges

Strömungsmuster erreicht werden. Dadurch entsteht ein reiches Angebot an

Rückzugsmöglichkeiten und damit gute Bedingungen für die Durchwanderbarkeit.

Bei nicht erosionsbeständigem Untergrund ist bei Schüttsteinrampen allerdings ein

abgestufter Unterbau notwendig, um ein Herausspülen des Untergrunds zu

vermeiden. Besonders geeignet ist diese Variante bei kleinen Fließgewässern. Die

an eine bestehende Schwelle angebaute Rampe wirkt wie eine natürliche Struktur.

Die Kosten dieser Maßnahme werden als hoch eingestuft.

Förderung durch ein Ökokonto Nicht vermeidbare Eingriffe innerhalb eines Naturhaushaltes bzw.

Landschaftsbildes müssen nach § 8a Abs. 1 BNatschG durch geeignete

Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen kompensiert werden. Seit 1998 besteht mit

dem Ökokonto die Möglichkeit, diese Ersatzmaßnahmen sowohl räumlich als auch

zeitlich zu entkoppeln. Ökologische Aufwertungen von Flächen werden dabei ohne

konkreten Bezug zum Eingriff durchgeführt und auf einem Ökokonto eingebucht.

8 Aus: Bönecke, G. 2004: Wirkungen forstwirtschaftlicher Maßnahmen auf Fließgewässer

35


Im Falle eines Eingriffs können auf dem Ökokonto verbuchte Ersatzmaßnahmen

dem Eingriff zugeordnet und somit Guthaben vom Ökokonto abgebucht werden.

Es besteht bundesweit noch immer kein einheitliches System zur Bewertung

dieser Eingriffs- und Ausgleichsmaßnahmen. Sollen Kompensationsmaßnahmen

innerhalb eines Ökokontos verwendet werden, so ist eine saubere Dokumentation

vor und nach der Maßnahme Grundvoraussetzung. Leider liegen den bis dato

angewandten Bewertungsverfahren flächenhafte Ansätze zu Grunde. Diese

lassen sich nur schwer mit punkt- und linienförmigen Strukturen im

Gewässerumfeld in Verbindung bringen, insbesondere, da sich die ökologischen

Auswirkungen an Fließgewässern kaum in ihrem vollen Umfang bewerten lassen.

Ausgleichsmaßnahmen sollen im gleichen Naturraum wie der Eingriff stattfinden.

Oft stehen Gemeinden jedoch keine entsprechenden Flächen (mit hohem

Entwicklungspotential) zur Verfügung. Es ist deshalb unumgänglich, geeignete

Flächen frühzeitig zu sichern. Diese werden im Flächenplan erfasst, in

Maßnahmenkomplexen gebündelt und als Flächenpool gesichert (GILLY, 2004).

Ungeachtet dieser teilweise schwierigen Bedingungen, lassen sich grundsätzlich

Maßnahmen, welche die Durchgängigkeit für alle Wasserorganismen herstellen,

über ein Ökokonto fördern.

Am Beispiel des Wehrs 85/86 Am Goldersbach wäre eine Förderung unter

„Entfernen von Wanderhindernissen (Abstürze, Wehre, Verrohrungen)“

einzuordnen (BÖNECKE, GILLY & RINDERSPACHER, 2004).

Andere Möglichkeiten der Ökokontoverbuchung an Fließgewässern im Wald

stellen z.B. Entfernung von Sohl- und Uferverbauungen, Schaffung natürlicher

Quellbereiche oder etwa Förderung der Entwicklung standortgerechter

Ufervegetation.

Die Stadt Tübingen als zuständige Stelle für die Umsetzung und Abrechnung von

Ausgleichsmaßnahmen erarbeitete 2001 die "Konzeption zur Umsetzung der

Eingriffsregelung im Rahmen der Bauleitplanung Tübingens" und vom

Gemeinderat verabschiedet. Die materiellen Inhalte des Ökokontos werden derzeit

erarbeitet. Als Ansprechpartner in Sachen Ökokonto steht in Tübingen Herr Fritz

vom Stadtplanungsamt zur Verfügung (Internetseiten der Universitätsstadt

Tübingen, 2003: URL http://www.tuebingen.de)

36


5 Ausblick Zusammenfassend sollen die Kernpunkte des Projektes, die eigentliche Aufnahme

sowie die Erstellung der Arbeitskarten, kritisch betrachtet werden.

In wenigen Sätzen soll deshalb auf Probleme hingewiesen, und damit

Empfehlungen für die Praxis gegeben werden:

Durchführung einer Probeaufnahme um Einblick in die vielfältigen

Gewässerstrukturen zu bekommen und somit die Effizienz zu erhöhen.

Aufnahme eines Feldes „Sonstiges“ in den Aufnahmebogen der EStruka

– FVA, da einige Gewässerstrukturen nicht immer eindeutig klassifiziert

werden können (Kontinuierliche Steigerung der Qualität der Aufnahme)

Beteiligung mehrerer Personen bei den Feldaufnahmen könnte ebenso

die Aufnahmequalität steigern, da sich bestimmte gewässerspezifische

Strukturen oft erst nach kontroverser Diskussion exakt ansprechen

ließen.

37


6 Literatur - Bildnachweis: Werner Schaal, Tübingen - Pfrondorf, Fotografenliste 2004

Naturpark Schönbuch, Forstdirektion Tübingen, Online im Internet: URL

http://www.naturpark-schoenbuch.den [Stand 20.06.06]

- Bönecke et. Al, 2004: Fließgewässer im Wald.

- Briem, Elmar, 2002: Formen und Strukturen der Fließgewässer.

- ESRI 2006: GIS and Mapping Software. Online im Internet: URL

http://data.esri.com/news/arcuser/0799/pap346/P34604.JPG [Stand

21.06.06]

- GILLY, I., 2004: Ökokonto – Möglichkeiten für Kompensationsmaßnahmen

an Fließgewässern im Wald.

- GORK, P, MERTEN, N, 2004: Verbesserung der Gewässerstruktur der

Wandse und der Rahlau mit besonderer Berücksichtigung der

Durchgängigkeit am Nordmarkteich, Diplomarbeit.

- Haglöf Sweden AB 2006: DME. Online im Internet: URL

http://www.haglofsweden.com/products/Dme/index.asp [Stand 21.06.2006]

- Internetseiten der Universitätsstadt Tübingen, 2003: Online im Internet:

URL http://www.tuebingen.de [Stand 20.06.06]

- JENS G., O. BORN, R. HOLSTEIN, M. KÄMMEREIT, R. KLUPP, P.

LABATZKI, G. MAU & K. SEIFFERT (1997): Fischwanderhilfen.

Notwendigkeit, Gestaltung, Rechtsgrundlagen, Schriftenreihe des

Verbandes Deutscher Fischereiverwaltungsbeamter und

Fischereiwissenschaftler e.V., Heft 11.

- LANDESANSTALT FÜR UMWELTSCHUTZ BADEN-WÜRTTEMBERG

[HRSG.] (1999): Die heutige potentielle natürliche Vegetation an

Fließgewässern, Oberirdische Gewässer, Gewässer-ökologie, Karlsruhe

- Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA), 2000:

Gewässerstrukturgütekartierung in der Bundesrepublik Deutschland

- Liebig, W. (1999): Desktop-GIS mit ArcView GIS: Leifaden für Anwender,

Heidelberg.

- Mercateo 2006: Diverses Verpackungsmaetrial. Online im Internet: URL

http://www.mercateo.com/p/132-323097/Klemmbrett_Ahrend_A4_blau.html

[Stand 21.06.06]

38


- Pandinavia AG 2006: Werbeartikel. Online im Internet: Url

http://www.pandinavia.ch/pub/product_detail.php?detail=P111.832&categor

y=2:21&start_row=1&search=&from=&to= [Stand 21.06.2006]

39


7 Abbildungs- und Diagrammverzeichnis Abbildung 2-1: Naturpark Schönbuch .....................................................................5

Abbildung 2-2: Kleines und großes Goldersbachtal, Goldersbach..........................5

Abbildung 2-3: Feldaufnahme mit Trimble GPS Pathfinder Pro XR ......................13

Abbildung 2-4: Werkzeuge....................................................................................14

Abbildung 2-5: Beziehungen der Datenbank „Aufnahmedaten“ ............................17

Abbildung 2-6: Formular zur Betrachtung und Bearbeitung vorhandener Daten...18

Abbildung 2-7: Korrektur der "Ausreißer" in ArcMap .............................................18

Abbildung 2-8: Linienobjekt – TK 25 .....................................................................19

Abbildung 2-9: Kostendistanz zum Goldersbach...................................................20

Abbildung 2-10: Beschriftungslösung der Objekte ................................................22

Abbildung 2-11: Abschnitte des Goldersbaches....................................................23

Abbildung 3-1: Arbeitskarte Bebenhausen-West...................................................25

Abbildung 3-2: Arbeitskarte auf Grundlage des Orthophotos................................26

Abbildung 3-3: Potenzielles Überschwemmungsgebiet – ArcScene.....................26

Abbildung 3-4: Punkt- und Linienobjekte - ArcScene ............................................27

Abbildung 4-1: Lage des Wehrs am Mühlkanal.....................................................30

Abbildung 4-2: Wehr mit Gleite und Absturz - Totalbarriere..................................31

Abbildung 4-3: Beispiel eines Umgehungsbaches ................................................33

Abbildung 4-4: Schema eines schwach geneigten Umgehungsbaches ................34

Abbildung 4-5: Draufsicht auf Hauptgewässer & Umgehungsbach.......................34

Abbildung 4-6: Schema einer Schüttsteinrampe ...................................................35

40


8 Anhang Aufnahmeformular EStruKa - FVA

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Erhebungsschlüssel

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43

Documents

„Gewässerstrukturgütekartierung des Goldersbachs nach … · 2014-08-11 · Praktikum im Rahmen der GIS & Landschaftsmanagement-Vertiefungsrichtung ... Bauwerkes durch eine natürliche